TWI882941B

TWI882941B - 用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法

Info

Publication number: TWI882941B
Application number: TW114101683A
Authority: TW
Inventors: 張奇龍; 楊富森
Original assignee: 明志科技大學
Priority date: 2025-01-15
Filing date: 2025-01-15
Publication date: 2025-05-01

Abstract

一種用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，主要是先製備一高功率脈衝磁控濺鍍系統，然後將複數個金屬靶材設置在一濺鍍腔室中；接著是將開設有複數個高深寬比通孔之一絕緣基板於濺鍍腔室內以一旋轉式固定治具加以固定，其中高深寬比通孔之深寬比大於4；之後是對該濺鍍腔室進行抽氣，使濺鍍腔室形成一類真空環境；再來是將一氬氣通入濺鍍腔室中；最後是利用一高功率脈衝磁控濺鍍製程在高深寬比通孔之內壁沉積形成一附著緩衝層，以供進行一後續填孔製程以將一導電金屬填滿高深寬比通孔。

Description

用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法

本發明係有關於一種形成附著緩衝層之方法，尤其是指一種用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法。

隨著科技持續發展，人工智慧、物聯網、車聯網等應用領域逐漸成熟與擴展。為了滿足對晶片效能不斷提升的需求，半導體產業在晶片微縮技術上進行不懈努力。近年來，閘極長度已從7奈米進一步下降到3奈米甚至2奈米，這一系列的技術突破雖然取得了顯著成果，但也使得晶片製造技術逐漸逼近摩爾定律的物理極限。因此，尋找新的技術途徑以推動晶片效能的提升已經成為半導體產業面臨的一個重大挑戰。

隨著技術的進步，利用3D結構設計對不同功能的晶片進行堆疊整合的「異質整合」技術應運而生。這種嶄新的封裝方法相較於傳統的2D平面封裝方式有了根本性的改變，通過將多個晶片垂直堆疊，不僅能夠有效地提高晶片的集成度和性能，也為實現更小尺寸、更低功耗和更高效能的電子產品提供了一種新的可能。

在「異質整合」技術中，中介層（interposer）是至關重要的結構，其內部需要通過金屬導線作為垂直信號傳遞的通道。因此，在實現上述垂直堆疊結構時，需要對絕緣基板（如玻璃基板、陶瓷基板等）進行通孔加工，以便於後續的金屬導線填充。伴隨著技術的不斷推進，通孔的深寬比（Aspect Ratio, AR）也持續增加（實務上深寬比大於4即稱為高深寬比），對於加工工藝提出了更高的要求。通孔加工完成後，下一步就是進行填孔製程，以便實現信號的的垂直傳遞。

在傳統的濺鍍製程中，離子移動方向通常是垂直於待鍍物表面的，這種加工方法僅在平面結構上非常有效。然而，在通孔的深寬比逐漸提高後，傳統的濺鍍方法難以徹底填充通孔內部（離子能量不足）。也因此，往往需要以濕式製程進行薄膜沉積，以確保通孔得到充分的金屬填充。

然而，濕式製程也存在著一些明顯缺點。首先，由於化學溶液的有效期相對較短，這意味著需要頻繁替換溶液，並且也需要對廢液進行額外的處理，從而導致成本相對較高（或是排放廢液導致的汙染問題）。其次，相較於濺鍍製程，濕式製程還存在薄膜與基板之間的結合力相對較低的問題，導致後續填孔製程因缺陷產生剝離和短路問題，會影響後續成品晶片的長期可靠性和性能。

有鑑於在傳統的濺鍍製程中，濺射出的離子能量較低，不具備側向移動能力，無法徹底填充高深寬比通孔。在多數情況下，會選擇使用具有成本較高以及結合力較差的濕式製程進行加工。

據此，本發明之主要目的在於提供一種用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，係利用高功率脈衝磁控濺鍍系統進行高功率脈衝磁控濺鍍製程，在絕緣基板之高深寬比通孔之內壁沉積形成附著緩衝層，以供進行後續填孔製程以將導電金屬填滿高深寬比通孔。

相較於傳統濺鍍製程，高功率脈衝磁控濺鍍製程具有較高的離子動能，能夠對高深寬比通孔進行沉積加工，且具有較好的結合力，薄膜不易脫落。此外，相較於濕式製程，高功率脈衝磁控濺鍍製程是一種乾式製程，在製程過程中不需要使用化學溶液，也不需要對廢液進行處理，從而具有成本較低且無汙染的優勢。

據此，本發明為解決先前技術之問題所採用之必要技術手段為提供一種用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，包含以下步驟：

首先是製備一高功率脈衝磁控濺鍍系統，且高功率脈衝磁控濺鍍系統具有一濺鍍腔室，然後將複數個金屬靶材設置於濺鍍腔室中。

其次是將開設有複數個高深寬比通孔之一絕緣基板於濺鍍腔室內以一旋轉式固定治具加以固定，其中，每一高深寬比通孔之一深寬比大於4。

接著是對濺鍍腔室進行抽氣，使濺鍍腔室內之壓力低於5×10 ^-5torr，並將一氬氣通入濺鍍腔室中。

最後是進行一高功率脈衝磁控濺鍍製程在高深寬比通孔之內壁沉積形成一附著緩衝層，以供進行一後續填孔製程以將一導電金屬填滿高深寬比通孔。

其中，每一上述金屬靶材由銅、鈦、鉻、鋯、鎢、鋁、鉬、鉭、釔、鎳、金、銀與鉑中之至少一者所組成，且在高功率脈衝磁控濺鍍製程中，每一上述金屬靶材之濺鍍功率介於0.5kW至5kW之間。

以上述必要技術手段為基礎，可再衍生出以下附屬技術手段，較佳者，絕緣基板由玻璃或陶瓷加以製成。

以上述必要技術手段為基礎，可再衍生出以下附屬技術手段，較佳者，將絕緣基板以一旋轉式固定治具加以固定時還包含以下步驟：首先是製備絕緣基板，然後將附著於絕緣基板之油脂清除。其次是利用純水清洗絕緣基板，然後將絕緣基板吹乾。最後是將絕緣基板放置於烘箱進行烘乾，並在一有效時限內將絕緣基板放置於濺鍍腔室。

以上述必要技術手段為基礎，可再衍生出以下附屬技術手段，較佳者，在進行高功率脈衝磁控濺鍍製程時還包含以下步驟：首先是在濺鍍腔室內施加電場，使氬氣解離形成一氬離子，並利用氬離子轟擊絕緣基板。其次是利用金屬靶材產生之一金屬離子對絕緣基板進行離子轟擊。最後是進行高功率脈衝磁控濺鍍製程在高深寬比通孔之內壁沉積形成附著緩衝層，以供進行後續填孔製程。

以上述必要技術手段為基礎，可再衍生出以下附屬技術手段，較佳者，高功率脈衝磁控濺鍍系統還設有鄰近於旋轉式固定治具之一導電板，導電板用以利用偏壓控制金屬離子之一離子移動方向。

以上述必要技術手段為基礎，可再衍生出以下附屬技術手段，較佳者，在進行高功率脈衝磁控濺鍍製程時，以單邊鍍膜、雙邊鍍膜或公自轉鍍膜在高深寬比通孔之內壁沉積形成附著緩衝層。

綜合以上所述，本發明之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，係利用高功率脈衝磁控濺鍍系統進行高功率脈衝磁控濺鍍製程，而在絕緣基板之高深寬比通孔之內壁沉積形成附著緩衝層，以供進行後續填孔製程以將導電金屬填滿高深寬比通孔。

本創作所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。

請參閱第一圖，第一圖係顯示本發明之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法所應用之高功率脈衝磁控濺鍍系統之平面示意圖。如第一圖所示，本發明第一實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法是應用於一高功率脈衝磁控濺鍍系統100。

高功率脈衝磁控濺鍍系統100具有一濺鍍腔室SC，且濺鍍腔室SC內設有一公轉平台RT與複數個金屬靶材。公轉平台RT設置有複數個自轉盤（僅標示其中一個自轉盤RD1）。在本實施例中，一共包含六個金屬靶材TG1至TG6，且以公轉平台RT為中心而環繞地設置。此外，本實施例中所述之金屬靶材是由銅、鈦、鉻、鋯、鎢、鋁、鉬、鉭、釔、鎳、金、銀與鉑中之至少一者所組成。

承上所述，金屬靶材TG1至TG6分別電性連接於高功率脈衝磁控電源供應器TGPS1至TGPS6，而高功率脈衝磁控電源供應器之型號可以例如是Hüttinger 4002 G2或Melec SPIK 3000A。

此外，高功率脈衝磁控濺鍍系統100還設有一氬氣供應源GC、一質量流量控制器（Mass Flow Controller）MFC、一真空幫浦組件VA以及一偏壓電源供應器BPS。氬氣供應源GC是透過質量流量控制器MFC連通至濺鍍腔室SC，進而受質量流量控制器MFC控制氬氣流通入濺鍍腔室SC之流量。偏壓電源供應器BPS之型號可以例如是Hüttinger 4020 G2，用以產生偏壓。

請參閱第二圖，第二圖係顯示本發明第一實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法之步驟流程圖。如第一圖與第二圖所示，用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法包含以下步驟S101至S108。

步驟S101是製備具有濺鍍腔室SC之高功率脈衝磁控濺鍍系統100。

步驟S102是將複數個金屬靶材TG1至TG6分別設置於濺鍍腔室SC中。

步驟S103是將開設有複數個高深寬比通孔（僅標示其中一個高深寬比通孔TH）之一絕緣基板200於濺鍍腔室SC內以一旋轉式固定治具300（標示於第四圖）加以固定。

其中，本實施例中之絕緣基板200由玻璃或陶瓷所組成，且高深寬比通孔TH之一深寬比（Aspect ratio, AR）大於4（實務中深寬比可達10，但不以此為限）。承上所述，旋轉式固定治具300固定於自轉盤RD1，用以在伴隨自轉盤RD1旋轉時，帶動絕緣基板200旋轉。實務上，旋轉式固定治具300可以藉由夾合手段固定絕緣基板200，但不以此為限。旋轉式固定治具的結構與工作原理為先前技術，本實施例中不再贅述。

步驟S104是對濺鍍腔室SC進行抽氣，藉以使濺鍍腔室SC形成類真空環境。其中，類真空環境是指氣壓極低至趨近於真空。在本實施例中，高功率脈衝磁控濺鍍系統100所使用之真空幫浦組件VA包含有機械幫浦、魯式幫浦與渦輪分子幫浦。機械幫浦可以將濺鍍腔室SC內之壓力降低至5×10 ^-2torr的低真空壓力，而魯式幫浦可以將濺鍍腔室SC內之壓力繼續降低至5×10 ^-4torr的中度真空壓力，而渦輪分子幫浦可以將濺鍍腔室SC內之壓力繼續降低至5×10 ^-5torr的高真空壓力（為了獲得更好的真空效果，較佳者，會利用渦輪分子幫浦繼續將壓力降低至1×10 ^-6torr）。

步驟S105是將一氬氣通入濺鍍腔室SC中。

步驟S106是在濺鍍腔室SC內施加電場，使氬氣解離形成氬離子，並利用氬離子轟擊絕緣基板200。其中，利用氬離子轟擊絕緣基板200的目的是為了清除附著於絕緣基板200上之細小粉塵。

步驟S107是利用金屬靶材TG1至TG6對絕緣基板200進行離子轟擊。其中，利用金屬靶材TG1至TG6對絕緣基板200進行離子轟擊的目的是為了對絕緣基板200之表面進行清潔，以增加絕緣基板200的附著性。

步驟S108是利用一高功率脈衝磁控濺鍍製程在絕緣基板200之高深寬比通孔TH之內壁沉積形成一附著緩衝層ABL（標示於第五圖，常稱為種子層，Seed Layer），以供進行一後續填孔製程將一導電金屬CM（例如是銅，標示於第六圖）填滿高深寬比通孔TH。其中，在高功率脈衝磁控濺鍍製程中，金屬靶材TG1至TG6之功率介於0.5kW至5kW之間。

承上所述，在本實施例中，高功率脈衝磁控濺鍍製程的詳細製程參數如下表一所示。

表一：第一實施例之高功率脈衝磁控濺鍍製程參數。

沉積距離（mm）	90~200
工作壓力（torr）	1×10 ^-3~5×10 ^-3
注入氣體（sccm）	Ar（60~250）
沉積溫度（℃）	室溫~250
靶材功率（kW）	0.5~5
頻率（Hz）	100~1000
佔空比（%）	1~10
偏壓（V）	0~-120
沉積時間（min）	5~60
模式	單極/雙極

請參閱第三圖，第三圖係顯示本發明第一實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中有關絕緣基板之詳細製備步驟之步驟流程圖。如第二圖與第三圖所示，步驟S103還可以進一步包含以下步驟S1031至步驟S1036。

步驟S1031是製備絕緣基板200。步驟S1032是將附著於絕緣基板200之油脂清除。步驟S1033是利用純水清洗絕緣基板200。步驟S1034是將絕緣基板200吹乾。步驟S1035是將絕緣基板200放置於烘箱烘乾。步驟S1036是在一有效時限內將絕緣基板200放置在濺鍍腔室SC中。

承上所述，步驟1034例如是利用氣槍噴氣的方式將絕緣基板200吹乾。步驟1035例如是將吹乾之絕緣基板200放入預熱70℃之烘箱，並在烘箱內烘乾10分鐘以確保沒有水分殘留。步驟1036之有效時限例如是一小時，主要是避免烘乾之絕緣基板200在開放環境下放置過久而受到汙染。

請參閱第四圖，第四圖係顯示本發明第一實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中以單邊鍍膜形式進行高功率脈衝磁控濺鍍製程之立體示意圖。

如第四圖所示，高功率脈衝磁控濺鍍系統100還設有鄰近於旋轉式固定治具300之一導電板CP（實務上，導電板CP固定於旋轉平台RT，並且伴隨旋轉平台RT旋轉，但不以此為限），且導電板CP與旋轉式固定治具300皆電性連接於偏壓電源供應器BPS。

在進行高功率脈衝磁控濺鍍製程時，可以依據不同的鍍膜形式區分為單邊鍍膜、雙邊鍍膜以及公自轉鍍膜。本實施例中將以單邊鍍膜進行說明，雙邊鍍膜與公自轉鍍膜將在後續實施例中再加以說明。

在進行單邊鍍膜時，公轉平台RT沿一公轉方向D1持續旋轉，且自轉盤RD1保持不動。換言之，絕緣基板200會伴隨著公轉平台RT旋轉，且始終維持單面（同一面）面向於金屬靶材TG1至TG6。承上所述，在製程進行時，金屬靶材（以金屬靶材TG1為例）會週期性地濺射出複數個金屬離子（僅標示其中一個金屬離子MI），並在電場的作用下加速飛向絕緣基板200（相較於濕式製程，進行高功率脈衝磁控濺鍍製程時，金屬離子MI具有較高能量，能鑲嵌於內壁而具有較好的結合力）。

為了使金屬離子MI盡可能地飛向絕緣基板200之高深寬比通孔TH，係利用偏壓電源供應器BPS在導電板CP處產生偏壓（bias）控制金屬離子MI之一離子移動方向IMD。另外，在金屬離子MI開始在高深寬比通孔TH沉積時，偏壓電源供應器BPS產生的電可以經由旋轉式固定治具300傳送至附著緩衝層ABL，進而在絕緣基板200處產生偏壓以控制金屬離子MI之離子移動方向IMD。

請參閱第五圖，第五圖係顯示本發明第一實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中高深寬比通孔內壁沉積形成有附著緩衝層之剖面示意圖。如第五圖所示，在以單邊鍍膜形式進行高功率脈衝磁控濺鍍製程後，附著緩衝層ABL沉積形成於高深寬比通孔TH之內壁（以虛線表示通孔TH之輪廓）。高深寬比通孔TH具有一通孔深度HD與一通孔寬度HW。在本實施例中，通孔深度HD與通孔寬度HW分別為450μm與100μm，也就是說深寬比為4.5。

承上所述，附著緩衝層ABL分別具有一表層厚度ST、一第一內壁厚度IT1、一第二內壁厚度IT2與一第三內壁後度IT3。在本實施例中，表層厚度STa、第一內壁厚度IT1a、第二內壁厚度IT2a與第三內壁後度IT3a分別為590nm、275nm、45nm與25nm。

請參閱第六圖，第六圖係顯示本發明第一實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中進行後續填孔製程而將導電金屬填滿高深寬比通孔之剖面示意圖。如第六圖所示，在附著緩衝層ABL沉積形成於高深寬比通孔TH之內壁後，可以繼續進行後續填孔製程將導電金屬CM填滿高深寬比通孔，以完成中介層（interposer）的製備。

相較於直接附著於絕緣材料200，導電金屬CM與附著緩衝層ABL之間的結合力更好，也因此，藉由在高深寬比通孔HL之內璧先沉積附著緩衝層ABL，能夠更有利後續填孔製程（例如是濕式或乾式製程）的進行。

請參閱第七圖與第八圖，第七圖係顯示本發明第二實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中以雙邊鍍膜形式進行高功率脈衝磁控濺鍍製程之立體示意圖；以及第八圖係顯示本發明第二實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中高深寬比通孔內壁沉積形成有附著緩衝層之剖面示意圖。請一併參閱第一圖至第六圖。

第二實施例之高功率脈衝磁控濺鍍系統100、步驟S101至S108以及步驟S1031至S1036與第一實施例相同或相似，請參照對應段落之敘述，本實施例中不再贅述。第二實施例與第一實施例的差異在於，第二實施例是以雙邊鍍膜形式進行高功率脈衝磁控濺鍍製程。

雙邊鍍膜的前半段流程與單邊鍍膜一致，公轉平台RT沿公轉方向D1持續旋轉，且自轉盤RD1保持不動，在結束前半段流程（例如是達到沉積時間的一半時）後，公轉平台RT停止旋轉。在雙邊鍍膜的後半段流程開始時，自轉盤RD1會先沿一自轉方向D2旋轉180度，也就是將絕緣基板200的另外一面面向於金屬靶材TG1至TG6，而後使公轉平台RT沿公轉方向D1繼續轉動而完成後半段流程。換言之，雙邊鍍膜由兩次單邊鍍膜組成，並在過程中進行換面，藉以對絕緣基板200之兩面進行均勻鍍膜。

在以雙邊鍍膜形式進行高功率脈衝磁控濺鍍製程後，附著緩衝層ABL沉積形成於高深寬比通孔TH之內壁，且分別具有一表層厚度STb、一第一內壁厚度IT1b、一第二內壁厚度IT2b與一第三內壁後度IT3b。在本實施例中，表層厚度STb、第一內壁厚度IT1b、第二內壁厚度IT2b與第三內壁後度IT3b分別為715nm、250nm、85nm與210nm。

可以很明顯地看出，雙邊鍍膜之兩面皆沉積有附著緩衝層ABL，而單邊鍍膜則只有鄰近於金屬靶材TG1至TG6的表面才有沉積附著緩衝層ABL。另外，雙邊鍍膜後，附著緩衝層ABL不僅具有較大的平均內壁厚度，同時更加均勻，更有利於後續填孔製程。

如第九圖與第十圖所示，第九圖係顯示本發明第三實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中以公自轉鍍膜形式進行高功率脈衝磁控濺鍍製程之立體示意圖；以及第十圖係顯示本發明第三實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中高深寬比通孔內壁沉積形成有附著緩衝層之剖面示意圖。請一併參閱第一圖至第六圖。

第三實施例之步驟S101至S108以及步驟S1031至S1036與第一實施例相同或相似，請參照對應段落之敘述，本實施例中不再贅述。第三實施例與第一實施例的差異在於，第三實施例是以公自轉鍍膜形式進行高功率脈衝磁控濺鍍製程，旋轉式固定治具300設有至少一自轉盤（僅標示其中一個自轉盤RD2），且自轉盤RD2設有能夠對絕緣基板200加以固定的結構。

在進行公自轉鍍膜時，公轉平台RT沿一公轉方向D1持續旋轉，且自轉盤RD1與自轉盤RD2分別沿一自轉方向D2與自轉方向D3持續旋轉。換言之，在製程進行過程中，絕緣基板200會不斷旋轉，以增加其饒鍍性。

在以公自轉鍍膜形式進行高功率脈衝磁控濺鍍製程後，附著緩衝層ABL沉積形成於高深寬比通孔TH之內壁，且分別具有一表層厚度STc、一第一內壁厚度IT1c、一第二內壁厚度IT2c與一第三內壁後度IT3c。在本實施例中，表層厚度STc、第一內壁厚度IT1c、第二內壁厚度IT2c與第三內壁後度IT3c分別為450nm、210nm、45nm與180nm。

可以很明顯地看出公自轉鍍膜之兩面皆沉積有附著緩衝層ABL，而單邊鍍膜則只有鄰近於金屬靶材TG1至TG6的表面才有沉積附著緩衝層ABL。公自轉鍍膜後，附著緩衝層ABL的平均內壁厚度略小於雙邊鍍膜，但其均勻程度依舊好於單邊鍍膜，同樣有利於後續填孔製程。

從實務上來說，三種鍍膜手段（單邊鍍膜、雙邊鍍膜與公自轉鍍膜）皆可以完成附著緩衝層ABL之沉積。換言之，電流可以藉由附著緩衝層ABL從絕緣基板200之其中一表面垂直導通至另一表面。

綜合以上所述，本發明之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，係利用高功率脈衝磁控濺鍍系統100進行高功率脈衝磁控濺鍍製程，而在絕緣基板200之高深寬比通孔TH之內壁沉積形成附著緩衝層ABL，以供進行後續填孔製程以將導電金屬CM填滿高深寬比通孔TH。

相較於傳統濺鍍製程，高功率脈衝磁控濺鍍製程具有較高的離子動能，能夠對高深寬比通孔進行沉積加工，且具有較好的結合力，薄膜不易脫落。此外，相較於濕式製程，高功率脈衝磁控濺鍍製程是一種乾式製程，在製程過程中不需要使用化學溶液，也不需要對廢液進行額外處理，從而具有成本較低且無汙染的優勢。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

100:高功率脈衝磁控濺鍍系統 200:絕緣基板 300:旋轉式固定治具 TH:高深寬比通孔 SC:濺鍍腔室 RT:公轉平台 RD1,RD2:自轉盤 CP:導電板 TG1~TG6:金屬靶材 TGPS1~TGPS6:高功率脈衝磁控電源供應器 BPS:偏壓電源供應器 GC:氬氣供應源 MFC:質量流量控制器 VA:真空幫浦組件 MI:金屬離子 IMD:離子移動方向 ABL:附著緩衝層 CM:導電金屬 HD:通孔深度 HW:通孔寬度 STa,STb,STc:表面厚度 IT1a,IT1b,IT1c:第一內壁厚度 IT2a,IT2b,IT2c:第二內壁厚度 IT3a,IT3b,IT3c:第三內壁厚度 D1:公轉方向 D2,D3:自轉方向 S101~S108:步驟 S1031~S1036:步驟

第一圖係顯示本發明之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法所應用之高功率脈衝磁控濺鍍系統之平面示意圖；第二圖係顯示本發明第一實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法之步驟流程圖；第三圖係顯示本發明第一實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中有關絕緣基板之詳細製備步驟之步驟流程圖；第四圖係顯示本發明第一實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中以單邊鍍膜形式進行高功率脈衝磁控濺鍍製程之立體示意圖；第五圖係顯示本發明第一實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中高深寬比通孔內壁沉積形成有附著緩衝層之剖面示意圖；第六圖係顯示本發明第一實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中進行後續填孔製程而將導電金屬填滿高深寬比通孔之剖面示意圖；第七圖係顯示本發明第二實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中以雙邊鍍膜形式進行高功率脈衝磁控濺鍍製程之立體示意圖；第八圖係顯示本發明第二實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中高深寬比通孔內壁沉積形成有附著緩衝層之剖面示意圖；第九圖係顯示本發明第三實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中以公自轉鍍膜形式進行高功率脈衝磁控濺鍍製程之立體示意圖；以及第十圖係顯示本發明第三實施例所提供之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中高深寬比通孔內壁沉積形成有附著緩衝層之剖面示意圖。

S101~S108:步驟

Claims

一種用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，包含以下步驟： (a) 製備一高功率脈衝磁控濺鍍系統，且該高功率脈衝磁控濺鍍系統具有一濺鍍腔室； (b)將複數個金屬靶材設置於該濺鍍腔室中； (c) 將開設有複數個高深寬比通孔之一絕緣基板於該濺鍍腔室內以一旋轉式固定治具加以固定，其中，每一高深寬比通孔之一深寬比係大於4； (d)對該濺鍍腔室進行抽氣，使該濺鍍腔室內之壓力低於5×10 ^-5torr； (e) 將一氬氣通入該濺鍍腔室中；以及 (f) 進行一高功率脈衝磁控濺鍍製程在該些高深寬比通孔之內壁沉積形成一附著緩衝層，以供進行一後續填孔製程以將一導電金屬填滿該些高深寬比通孔；其中，每一上述金屬靶材係由銅、鈦、鉻、鋯、鎢、鋁、鉬、鉭、釔、鎳、金、銀與鉑中之至少一者所組成，且在該高功率脈衝磁控濺鍍製程中，每一上述金屬靶材之濺鍍功率介於0.5kW至5kW之間。
如請求項1所述之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中，該絕緣基板係由玻璃或陶瓷加以製成。
如請求項1所述之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中，步驟(c)更包含以下步驟： (c1) 製備該絕緣基板； (c2) 將附著於該絕緣基板之油脂清除； (c3) 利用純水清洗該絕緣基板； (c4) 將該絕緣基板吹乾； (c5) 將該絕緣基板放置於烘箱進行烘乾；以及 (c6) 在一有效時限內將該絕緣基板放置於該濺鍍腔室。
如請求項1所述之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中，步驟(f)更包含以下步驟： (f1) 在該濺鍍腔室內施加電場，使該氬氣解離形成一氬離子，並利用該氬離子轟擊該絕緣基板； (f2) 利用該些金屬靶材產生之一金屬離子對該絕緣基板進行離子轟擊；以及 (f3) 進行該高功率脈衝磁控濺鍍製程在該高深寬比通孔之內壁沉積形成該附著緩衝層，以供進行該後續填孔製程。
如請求項4所述之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中，該高功率脈衝磁控濺鍍系統還設有鄰近於旋轉式固定治具之一導電板，該導電板係用以利用偏壓控制該金屬離子之一離子移動方向。
如請求項1所述之用以在絕緣基板之高深寬比通孔壁上形成附著緩衝層之方法，其中，在進行高功率脈衝磁控濺鍍製程時，係以單邊鍍膜、雙邊鍍膜或公自轉鍍膜在該些高深寬比通孔之內壁沉積形成該附著緩衝層。